【正文】 D 擴散系數(shù)，與絕對溫度成正比，與粘度成反 比。 dm dt = D △ c?A ? [Kg/（ m2?h） ] ? 過飽和度 溶液的過飽和度，決定了境界膜兩邊的濃度差，過飽和度大，結晶速度快。 ? 晶類表面積 一定濃度的溶液中，所能結晶出的溶質量是有限度的，當單位體積中固相的量一定時，則晶核越細，晶核數(shù)目就越多，因而它的表面積也越大，結晶速度也越快。但這種晶體細而多，與母液分離困難，檸檬酸產(chǎn)品易結塊。 ?溫度 結晶速度與絕對溫度成正比 。因為溫度升高時，料液粘度下降，增大了溶質分子的動能，擴散加快，同時也使溶液的過飽和度降低，又使擴散的動力下降。溫度變化幅度較大時，還會影響結晶形態(tài)和分子結構。 檸檬酸常壓降溫間歇結晶工藝，攪拌轉速是恒定的，控制降溫速度則是控制結晶諸多效果的主要手段。 ? 境界膜厚度（ ?） 境界膜厚度與結晶速度成反比 。 這是因為溶液 △c一定時，濃度梯度（ △c/ ?)與境界膜厚度成反比。境界膜厚度影響晶粒的運動狀況，境界膜厚度小，溶液流動性好，有利于溶質分子擴散，結晶速度加快。 因此，采用機械攪拌或泵循環(huán)的方法，加快晶漿的流動性，有利于晶體正常生長速度和結晶速度。但過度劇烈地攪拌，會使晶粒損傷或斷裂，形成碎屑，對結晶不利，動力消耗也大。 ? 料液粘度 料液粘度與結晶速度成反比，與境界膜厚度成正比。料液粘度愈大，溶質分子擴散所受的阻力也越大，擴散速度降低，分子間距拉大，結晶速度因而減慢。 此外，使母液與晶體分離難度增加，洗晶體用水量加大。 ? 一水檸檬酸結晶 過程如右圖所示：當溫度在 55℃ 時，檸檬酸的飽和濃度是 73%。把 A點物料濃縮到B點時，已呈過飽和狀態(tài)（ 81%），立即移入結晶罐中，啟動攪拌器，用冷水降溫，體系狀態(tài)由 B點移向 K點，達到臨界溫度。 刺激起晶或添加晶種 ，開始結晶，控制溫度低于 36℃ 。 溶液處于 C點育晶區(qū)時，加速降溫，使體系狀態(tài)按 C E路線進行，至 10℃ 以下時結晶結束。 一水檸檬酸結晶圖解 如果采用自然起晶法，則先要將料溫降到D點（約 30℃ ），待溶液中出現(xiàn)大量晶核后，減慢降溫速度，使體系狀態(tài)按 D E路線進行，最后至 10℃ 以下時結束。此法速度雖較快，但核晶數(shù)目不易控制。 結晶結束后的晶漿應及時離心，分離出晶體，并用 少量無離子冷水沖洗晶體表面附著的母液 ，然后干燥。母液送到前段工序處理（中和、酸解、凈化、蒸發(fā)）。 ? 無水檸檬酸結晶 的臨界溫度在℃ 以上，因此它的體系過飽和溫度要高，結晶溫度要控制在 40℃以上，其結晶過程 如右圖所示： 當 A點溶液濃縮到 B點（ 83%、60℃ ）后，移入結晶罐中，啟動攪拌，用水冷卻到 C點（ 48℃ ），刺激起晶或添加無水檸檬酸晶種作為晶核，控制溫度在 40~42℃ ，育晶，使體系按 C D路線進行至結晶結束，最終溫度不低于 40℃ 。 然后加熱離心，分離出母液，再用 40℃ 以上無離子水洗晶，最后干燥。整個過程都要保持料溫在臨界溫度以上，防止?jié)窬?CAM。 無水檸檬酸結晶圖解 ?禁止用玻璃溫度計直接測定晶漿溫度，防止因溫度計破碎而產(chǎn)生污染產(chǎn)品。 ?結晶罐攪拌轉速不宜過快，以晶體不沉淀為度。過快，易擦傷或打碎晶體，甚至刺激產(chǎn)生次級晶核。過慢，晶體易沉積于罐底，或在罐壁形成聚晶。 ? 用搪瓷結晶罐，要注意搪瓷剝落污染產(chǎn)品的問題。嚴禁鏟、刮罐壁晶垢，防止損傷搪瓷表面。晶垢只能用少量熱水沖洗，輕微晶垢在下次進熱料時可被溶解。 ? 一水檸檬酸離心分離母液時，晶漿料溫必須低于室溫。溫度高不僅影響結晶速率，而且在離心機迅速運轉時帶入環(huán)境的冷空氣，使物料再度冷卻，水分也同時被蒸發(fā)，從而使母液過飽和度迅速提高，產(chǎn)生大量晶核，粘附在離心籃內(nèi)壁上，影響操作。 蒸發(fā)放料液 每批 料溫、相對密度 晶 漿 每批 溫度、晶體含量、粒度 濕晶體 每批 SO4 易炭化物 母 液 3 相對密度、 易炭化物、 Cl 、 SO4 Ca2+、 Fe3+ 項 目 取樣頻次 /（次 /d） 檢驗項目 (八 )干燥 、包裝、貯運 ? 及時將來自離心機的濕檸檬酸晶體的游離水除去并篩分、包裝，獲得符合等級標準的檸檬酸產(chǎn)品； ? 防止檸檬酸晶體結塊或熔融及污染； ? 及時處理等外品和捕集器中的物料，把損耗降低到允許范圍； ? 準確掌握干燥段和冷卻段的風溫和空氣質量； ? 嚴格執(zhí)行 《 食品衛(wèi)生法 》 ，對產(chǎn)品的衛(wèi)生質量負責。 ?啟動參數(shù) ：干燥溫度、冷卻溫度等； ?最終效果參數(shù) ：干燥后晶體濕含量、干燥后的產(chǎn)品溫度、產(chǎn)品晶體粒度等。 干燥的目的 是通過物理方法除去濕檸檬酸晶體表面的游離水，而又不失去一水檸檬酸的結晶水，并保持晶型和晶體表面的光潔度。 干燥的方法 多種多樣，檸檬酸干燥是采用熱空氣干燥法，屬于對流式干燥。 ?空氣的濕含量 干燥速率與物料表面和空氣流之間的濕度差成正比，因此降低空氣的濕含量，就等于提高了干燥的推動力，空氣濕含量越低，吸收和帶走水分的潛力越大。 ?溫度 在物料的 安全溫度范圍之內(nèi) ，盡可能提高干燥介質溫度，使物料表面的水蒸氣分壓增加，提高氣化速率。 CAM干燥溫度在 36℃ 以下， CAA在40℃ 以上。 ?物料濕含量 物料的濕含量與干燥時間成正比。檸檬酸在流化床里“沸騰”時間過長，會磨損晶面、失去光澤、晶形不整、粉狀物增多。 （當氣體由設備下部通入床層，隨著氣流速度加大到某種程度，檸檬酸晶體顆粒在床層內(nèi)就會產(chǎn)生所謂的“沸騰 ” 狀態(tài)。） ?熱空氣的流速和流量 熱空氣的流速快，氣膜厚度薄，熱阻小，傳質和傳熱都快，故干燥速率高。 ?空氣流動方向 物料與熱空氣反方向運動時，有利于提高物料與空氣的溫度差和濕度差，可減少空氣耗量，提高干燥速率。 、包裝、貯運 ?篩分 從干燥機出來的檸檬酸立即進入篩分機分出巨大和極小顆粒，符合標準的產(chǎn)品進入料倉，經(jīng)檢驗合格后，包裝。不合格的返至蒸發(fā)結晶工序，重溶再生產(chǎn)。 ?包裝 包裝是檸檬酸下游工程最后一道工序；因此，有高度責任感和執(zhí)法觀念、身體健康、符合食品衛(wèi)生法要求的人，才能從事包裝工作。 ?貯運 檸檬酸產(chǎn)品應按下列標準貯存、運輸： ①應貯存于干燥、通風的庫房內(nèi)； ②不得與有毒、有害、有異味物質混貯、混裝、混運； ③有動物污物、排泄物，正在腐爛的動植物體等場地不能堆放檸檬酸； ④搬運過程中嚴禁扔、砸、鉤、磕； ⑤運輸工具必須清潔、干燥、符合衛(wèi)生要求 ⑥不合格或結塊的產(chǎn)品不得出廠。 離心機來的 濕晶體 干燥機出口晶體 6 3 含水量、 SO4易炭化物、機械雜質 含水量、品溫 篩分機出口晶體 3 顆粒度、機械雜質、品溫 重溶罐中溶液濃度 3 檸檬酸含量 環(huán)境與個人衛(wèi)生 入庫產(chǎn)品 3 每批 應符合食品衛(wèi)生法規(guī) 包裝、標志、合格證、抽檢質量 項 目 抽檢頻次 /（次 /d） 檢驗項目 ?習題 ? 檸檬酸生產(chǎn)的下游工程概念； ? 檸檬酸提取過程中，中和的原理及所用中和劑和反應方程式； ? 檸檬酸提取過程中，酸解的原理及反應方程式； ? 凈化的定義及反應流程； ? 過飽和溶液的定義及形成方法； ? 簡述溶質從溶液中結晶析出的全過程； ? 簡述晶核形成的三種方式； ? 簡述晶體生長的兩個過程。